专利名称：内燃机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种四沖程内燃才几，其通过小型压缩才几来增压。在 上下文中，小型压缩机表示，其气缸工作容积在几何尺寸上要小于 内燃才几的单缸的气缸工作容积。
背景技术：
在汽车发动机中，在高功率范围内增压器是现有技术，基于输 送特性和生产成本的原因，在双轮领域中高转速方案是优选的。由WO02/20958A1已知一种具有由薄膜阀控制的进气管道的 内燃机，由弹簧加载阀控制的增压管道接通到该进气管道中。内燃 才几的气缸头具有进气阀。WO 02/084089 Al示出了由压缩才几增压的内燃斗几。压缩才几和内 燃才几通过增压管道直4妄连接。因此，在增压时压缩才几的气缸工作容 积在尺寸上大于内燃机的气缸工作容积。这种结构类型导致了比小 型压缩才几更大波动的压缩才几物冲牛(Kompressormassen )。DE27 46 022 Al示出了具有增压器的多釭四沖考呈内燃才几，其中 曲柄控制的小型压缩机通过分别设置的增压管道来输送空气。增压 管道没有被分开控制。由US 5,785,015 A已知一种具有曲柄控制的压缩机的内燃机。 该压缩才几为了形成混合气安装在两冲程的内燃才几中并且不具备主 要的增压功 負b。CH 539 198 A示出了一种通过滑块控制装置的^^皮增压的内燃 机。这种装置不具备主要的增压功能。US 4,106,445 A示出了 一种具有额外的活塞控制的进气口的内 燃机。控制活塞不具备主要的增压功能。GB 1 549 969 A公开了一种具有在气缸头中非常小的活塞的内 燃机。该活塞不具备主要的增压功能。在US 6,295,965 Bl中示出了 一种具有进气管道和排气管道的 内燃才几。内燃才几的其他管道#1缝式配气。US 1 ，555,454 7>开了 一种具有额外的活塞及阀装置的内燃才几。 该系统不具备主要的增压功能。发明内容基于现有技术本发明的目的在于，提出一种由小型压缩机增 压、具有高转速能力的四冲程内燃机。该目的通过具有权利要求1的特征的内燃机实现。由内燃机的凸轮轴控制、弹簧加载的活塞系统构成了小型压缩 机的波动部件。小型压缩机的气缸工作容积包括例如内燃机的气缸 工作容积的五分之一。内燃机由压缩机这样增压，即例如仅预压缩一部分进气用于内燃才几的工作冲程并且通过单独的增压管道借助 于由凸轮轴控制的短沖程的阀在内燃机的进气结束之后输送。在此 保留了内燃机的传统的进气路径。具有其分开控制的增压管道的压 缩机具有在高效率的情况下的良好的传输特性。本增压系统通过在 增压过程中形成的涡流有助于改善混合物形成。因此实现对于燃烧 和未处理的排放物的有利的作用。活塞系统具有提升阀(Hubventil)的布置作为模范例(Vorbild )。 轻金属活塞取代了阀盘。提升阀的阀杆通过椭圓的旋转保险装置来 补充，阀弹簧、其配件以及可能的杯形挺柱都将保留。优选地，小型压缩机的进气口被缝式配气。内燃机的进气口通 过两个或三个进气阀来控制，其中每个短沖程的阀控制增压管道。才艮据小型压缩才几的工作气缸容积和波动的混合物一+可以设置 曲柄控制的活塞。在此，小型压缩机的驱动优选结合凸轮轴来实现 并以与凸4仑轴一致的转速来实现。为了在该实施例中吸取过程不由增压管道的重叠的气流所干 扰，在小型压缩机的气缸头中设置有弹簧加载的阀。该阀开始了符 合冲程的增压过程。随之，凸轮控制、短冲程的增压阀在内燃机的 气缸头中打开。在这种类型的结构中通过小型压缩机上进行发动机 的曲柄箱排气。在多缸发动机中将符合冲程地提高小型压缩机的转速。所4是出的发动机可以具有以下具有竟争力的特征值 升功率 *转矩 攀效率*未处理排》文物 *每千瓦的成本因此，小型压缩机可以表现出用于高功率发动机的有推广宣传 作用的独特的特点。
接下来，将根据附图示出的实施例来描述本发明。图1示出了集成在内燃才几的气缸头中的小型压缩机的纵截面图，图2示出了内燃才几的气缸头的一部分的纵截面图，该部分具有 分开的进气管道和短冲程的进气阀，图3示出了没有完整的增压管道的图1和图2的示例性相互的 共同布置。
具体实施方式
现在参照附图来示例性地详细说明本发明。然而，实施例仅仅 是例子，该例子不应当将发明构思限定为特定的布置。在详细描述本发明之前，要指出的是，本发明并不限定为内燃 机的每个组件以及每个方法步骤，因为这些组件和方法可以进行变 化。在这里4吏用的术语只是特定地用于i兌明特殊的实施例并且不4又限于此。此外，当在i兌明书和^又利要求中^f吏用单^t或者不定冠词时， 只要上下文不是明确地指代其他元件，它们也涉及到这些元件的复数。图1示出了压缩机壳体1和用于控制压缩机活塞3的内燃机的 凸4仑轴2。该压缩才几活塞以已知的方式具有压缩4几环(未示出)和 刮油环(未示出)。活塞3借助于凸轮4、杯形挺柱5、活塞轴6、 其椭圓的旋转保险装置7和弹簧8操纵。压缩才几活塞3和旋转保险 装置7 (或者说防旋转装置)通过受保护的螺紋连接装置9连接。 为了在过转速时保护活塞系统，挡座IO设置在压缩机的气缸头11中。压缩机在压缩机气缸13的进气孔12上进行进气。排气在增压 管道14上进行。四冲禾呈内燃4几具有至少一个具有气缸头16的气缸以及至少一 个凸4仑轴2，并且以已知的方式通过压力循环润滑装置和可能的增 压器来工作。在图1中示出的小型压缩机将空气输送到内燃机中并 且符合冲程地(taktgerecht)与凸4仑控制的增压阀15—同工作。至 少一个与其他进气管道隔开的增压管道14被设置在内燃机的气缸 头16中的短沖程的增压阀15在进气结束(Einlassschluss)之后这 样控制，即四冲程步骤的吸气冲程/增压冲程完全或部分地保留。所示出的实施例的工作如下进4亍根椐图2的内燃才几和压缩才几通过其进气管道以通过节流阀(未 示出)来进行控制的方式来吸气。节流阀可以电子互联。在此，吸 气区域到增压区域中的转换通过压缩机的电子控制的节流阀(未示 出)来实现。优选地，小型压缩4几的进气祐:缝式配气。内燃才几的进气通过两 个或三个进气阀来控制，其中每一个短冲程的阀分别控制增压管道14。在内燃机的进气管道中例如设置有低压喷射装置。压缩机通过进气孔12吸取相比内燃4几较少的增压空气。这些 空气在压缩才几气缸13中压缩并且通过增压管道14和短沖程、独立 的进气阀15输送给内燃机。所开始的工作冲程以已知的方式继续。前述的实施例涉及到一种具有小波动的物料的发动机。其凸轮 控制的小型压缩机可以直接地、也就是在小型压缩机的气缸头11 中没有额外的阀-与内燃才几符合冲程地一同工作并且可以特别适 用于小型发动机。在较大的气缸工作容积中，根据小型压缩机的气缸工作容积和 波动的混合物料设置有曲柄控制的压缩机。然后，例如一个单缸型 内燃机为了预先控制增压空气优选具有压缩机的气缸头11中的弹 簧加载的阀。不需要该阀的凸轮、控制。然而，本领域l支术人员也可 以熟知用于控制该阀的其他可行性方案。在此，小型压缩机的驱动 优选结合凸4仑轴来实现并优选以和凸轮轴一致的转速来实现，其中 也可能和/或也可以需要的是其他的多种转速。为了在该实施例中吸取过程不由增压管道的重叠的气流所干 扰，在小型压缩机的气缸头中设置有弹簧加载的阀。该阀开始了符 合冲程的增压过程。之后，凸轮控制、短冲程的增压阀15在内燃 机的气缸头16中打开。在这种结构类型中发动机的曲柄箱排气通 过小型压缩4几进行。多釭的内燃才几可以通过单釭或多缸的压缩才几来增压。在这种情 况下要求符合沖程的转速配合/转速提高。然后，增压空气的预控制 通过压缩机的气缸头11中的阀实现。这些阀通过内燃机的凸轮轴 或通过i殳置在压缩才几的旋转发动才几部分上的凸4仑而被符合冲程地 操作，这些阀也可以弹簧加载。本领域技术人员也熟知其他的可行 性方案，例如可以根据需要根据本发明来控制该阀。在所述的结构中，本增压系统通过在增压过程中形成的涡流有助于改善混合物形成。因此可以实现对于燃烧和未处理排;改物的有 利的作用。内燃机的曲轴箱可以不仅通过内燃机的进气管道排气也可以 通过压缩机的进气管道来排气。根据简化方案，曲柄控制的压缩机和内燃机具有共同的皮带传 动或链条传动。它们也具有共同的曲轴。其他的压缩机结构/增压器 结构也可以耳又代往复活塞压缩4几i殳置。根据增压气量，每个实施例可以是带有或不带有增压空气冷却 器。在此，结构条件限定的柴油发动机具有明显比汽油发动机更大 的压缩机容量。联系上下文要阐明的是，压缩机可以具有变化的几 何尺寸。出于均衡物料的目的，小型压缩机此外可以通过并联于曲轴、 齿專仑驱动的轴来驱动。在"i兌明书的开头，该方法称为四冲禾呈方法。在准确的考虑后， 由于本实施例将会产生不同的描述(Bild)。该发动机具有吸取冲程、增压冲程、压缩冲程、工作沖程和排 放沖程。因此严格地讲，增压冲程是补充充气冲程。与此相反，在 传统的增压中，吸取沖程被增压冲程所替代。除了之前描述的方法以外，另外还可以使用传统的增压方法。当然，该描述可以适用于不同的变体、变化和修改，其落入到 附属的权利要求的等同范围内。参考标识1. 压缩纟几壳体2. 凸轮轴3. 压缩一几活塞4. 凸轮5. 杯形4廷柱6. 活塞轴7. 椭圓形旋转保险装置8. 弹簧9. 螺紋连4妄装置10. 挡座11. 气缸头12. 进气孔13. 压缩机气缸14. 增压管道(没有预控制)15. ^豆沖禾呈的阀16. 内燃才几的气缸头
权利要求
1.一种四冲程内燃机，具有至少一个具有气缸头(16)的气缸及至少一个凸轮轴(2)、压力循环润滑装置和可能的增压器，其中，小型压缩机输送空气并且与至少一个由凸轮控制的增压阀符合冲程地共同工作，其中该小型压缩机具有带有对应气缸头(11)的至少一个气缸，其特征在于，至少一个与所述内燃机的其他进气管道分隔的增压管道(14)被至少一个设置在所述内燃机的所述气缸头(16)中的、短冲程的增压阀(15)在进气结束之后这样地控制，即四冲程方法的吸取冲程/增压冲程全部或部分地保留。
2. 才艮据权利要求1所述的四冲程内燃机，其特征在于，所述凸轮 控制的、具有带有对应气缸头(11 )的至少一个气缸的小型压 缩机输送空气，其中所述小型压缩机以凸轮轴的转速工作并且 借助于由所述凸轮轴(2)控制的所述增压阀(15)将空气输 送给所述内燃机。
3. 根据权利要求1或2所述的四沖程内燃机，其特征在于，所述 增压管道(14)设置在凸轮控制的小型压缩机和内燃机之间， 并且不具有设置在所述小型压缩机的所述气缸头(11 )中的弹 簧力口载的阀。
4. 才艮据4又利要求1所述的四冲程内燃才几，其特征在于，具有带有 对应气缸头(11 )的至少一个气缸的小型压缩机以曲柄控制的 方式来输送空气，其中所述小型压缩机优选以所述凸轮轴(2 ) 的转速工作，并且为了预控制增压具有优选由弹簧加载的阀并 且通过由所述凸轮轴(2)控制的所述增压阀(15)将空气输送给所述内燃才几，其中所述增压管道(14) i殳置在所述小型压 缩才几和所述内趁志才几之间。
5. 根据权利要求1所述的四沖程内燃机，其特征在于，所述四沖 程内燃机具有多个气缸，其中具有带有对应气缸头(11 )的至 少一个气缸的小型压缩机输送空气，其中所述小型压缩机以相 比所述凸轮轴的转速而符合冲程的提高转速来工作，为了预控 制增压在所述小型压缩冲几中具有多个符合冲程地-故控制的阀 并且通过所述这些阀将空气输送到所述内燃机，其中所述增压 管道(14)由所述增压阀(15)控制。
6. 根据权利要求1所述的四冲程内燃机，其特征在于，所述增压 阀(15) i殳置在所述内燃才几的所述气缸头(16)中并且由所述 凸轮轴(2)控制。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的四冲程内燃机，其特征在 于，由所述小型压缩^L产生并且通过单独的、阀控制的增压管 道(14)引导的增压气流引起了由增压空气量产生的涡流形成， 改善了混合物形成和对燃烧和未处理排力文物具有有利的影响。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的四冲程内燃机，其特征在 于，在所述小型压缩机的活塞轴(6)上设置有椭圓的旋转保 险装置(7 )。
9. 根据前述4又利要求中任一项所述的四冲程内燃才几，其特4正在 于，所述小型压缩^L的所述气缸头(11)具有挡座(10)。
10. 根据前述权利要求中任一项所述的四冲程内燃机，其特征在 于，曲柄箱排气通过所述小型压缩机进行。
11. 根据前述权利要求中任一项所述的四冲程内燃机，其特征在于，所述小型压缩机和所述内燃机的凸轮轴(2)都具有共同 的皮带传动和链条传动。
12. 根据前述权利要求中任一项所述的四冲程内燃机，其特征在 于，电子互3f关的节流阀i殳置在所述内燃才几和所述小型压缩枳^ 中。
13. 根据前述权利要求中任一项所述的四冲程内燃机，其特征在 于，所述小型压缩才几是往复式活塞压缩^L或其他压缩才几结构类 型/增压器结构类型的压缩4几。
全文摘要
内燃机由压缩机这样增压，即例如仅预压缩一部分进气用于内燃机的工作冲程并且通过单独的增压管道(14)借助于由凸轮轴(2)控制的短冲程的阀(15)这样在内燃机的进气结束之后输送，即四冲程方法的吸取冲程/增压冲程全部或部分地保留。
文档编号F02M23/00GK101258311SQ200680032323
公开日2008年9月3日 申请日期2006年9月1日 优先权日2005年9月5日
发明者京特·W·沙布英格 申请人:京特·W·沙布英格